c++ 中明明有vector了为什么还要有stack？

vector 和 stack 在 C++ 中都有各自的用处，它们虽然都属于序列容器，但设计目标和侧重点不同。

可以这么理解：vector 就像一个可以随意伸缩的储物空间，你可以按照任何顺序往里面放东西，也可以随时拿出任何一个东西。而 stack 就像一个堆叠的盘子，你只能在最上面放盘子，也只能从最上面拿盘子。

下面我们来详细聊聊它们为什么会并存：

1. 数据结构的本质区别：访问方式和操作限制

这是最核心的区别所在。

Vector（动态数组）：
本质： Vector 是一个动态数组。它在内存中分配一片连续的空间来存储元素。当空间不足时，它会重新分配更大的内存空间，并将现有元素复制过去。
访问方式：允许随机访问。你可以通过索引（`[]` 或者 `at()`）直接访问 vector 中的任何一个元素，无论它是第一个还是最后一个，访问速度都是 O(1)。
操作：支持在任意位置插入、删除元素（虽然在中间插入删除效率较低，需要移动大量元素）。它提供了 `push_back()`（在末尾添加）、`pop_back()`（移除末尾元素）、`insert()`（在指定位置插入）、`erase()`（移除指定位置的元素）等多种灵活的操作。
设计目标：提供一个可以动态增长且支持快速随机访问的数组。适合需要频繁访问中间元素，或者需要按照任意顺序添加、删除元素的场景。

Stack（栈）：
本质： Stack 是一种抽象数据类型 (ADT)，它定义了一种后进先出 (LIFO Last In, First Out) 的行为。它本身并不是一个具体的底层数据结构，而是基于其他容器（如 vector、deque、list）实现的。STL 中的 `std::stack` 是一个适配器（Adapter），它将底层的容器适配成栈的行为。
访问方式：只能访问栈顶元素。你不能像访问 vector 那样通过索引去拿中间的元素。
操作：只提供三个主要操作：
`push()`：将一个元素压入栈顶。
`pop()`：移除栈顶的元素。
`top()`：返回栈顶的元素（不移除）。
设计目标：强制执行 LIFO 的操作规则，隐藏了底层的复杂性，提供一种简单、规范的“堆叠”行为。适合需要按照 LIFO 顺序处理数据的场景。

2. 为什么要有 stack？隐藏复杂性与提高可读性

既然 vector 那么灵活，为什么我们还需要一个“限制”如此多的 stack 呢？

意图明确，代码更易读：当你看到 `std::stack` 时，你立刻就知道这个数据结构被设计用来实现 LIFO 行为。这比看到一个 vector，然后去猜测开发者是想把它当做栈来用（比如只用 `push_back` 和 `pop_back`）要清晰得多。代码的可读性和可维护性会大大提高。
想象一下：如果一个函数内部使用了 vector，并且它所有的操作都是在 vector 的末尾进行的（`push_back`, `pop_back`, `back()`）。虽然这能模拟栈的行为，但对于阅读代码的人来说，他需要仔细分析才能确定这是一个栈的用法。而如果直接使用 `std::stack`，那么意图一目了然。

封装和限制访问： Stack 的设计强制开发者只能通过栈顶进行操作。这是一种封装，它隐藏了底层容器的细节，也限制了不正确的操作。
防止误操作：如果你有一个用 vector 实现的“栈”，但你不小心写了 `my_vector.erase(my_vector.begin())`，那么你就破坏了栈的 LIFO 规则。使用 `std::stack` 可以避免这种情况，因为 `std::stack` 本身就不提供 `erase()` 这样的接口。这种限制是很有价值的，它能减少 bug 的产生。

抽象层次： Stack 是一个更高层次的抽象。它定义了“行为”，而不是具体的“实现”。你可以使用不同的底层容器（vector, deque, list）来实现同一个 stack 行为，`std::stack` 的适配器设计正是为了支持这一点。
`std::stack` 默认使用 `std::deque` 作为底层容器。`deque`（双端队列）在两端插入和删除的效率都比 `vector` 高（常数时间），尤其是在频繁进行两端操作时，`deque` 可能比 `vector` 表现更好。
你也可以明确指定使用 `vector`：`std::stack> my_stack;`
选择哪种底层容器取决于性能需求，但用户在使用 `std::stack` 时，无需关心底层容器的具体实现细节，只关注 LIFO 的操作即可。

3. 使用场景举例

理解了本质和目的，我们来看看它们各自的典型应用场景：

Vector 的典型应用：
存储一系列有序的数据，需要频繁根据索引访问或修改。
需要动态地在任何位置插入或删除元素。
作为其他数据结构（如图的邻接表）的底层实现。
例如：存储一个班级的学生名单，你需要按学号查询某个学生；或者存储用户输入的命令历史，你需要显示第 N 条命令。

Stack 的典型应用：
函数调用栈：程序运行时，函数的调用和返回就是典型的 LIFO 过程。每个函数的局部变量、参数以及返回地址都压入一个调用栈。
表达式求值：中缀表达式转后缀表达式，或者后缀表达式求值都使用栈。
括号匹配：检查代码中的括号是否匹配。
深度优先搜索 (DFS)：在图或树的遍历中，用于记录待访问的节点。
撤销/重做功能：编辑器中的撤销操作就是将当前状态压入栈，重做是弹出撤销栈并压入重做栈。
例如：如果你要写一个递归函数来计算阶乘，虽然编译器内部会使用调用栈，但如果你想自己模拟递归过程或者在非递归场景下模拟这种 LIFO 的处理方式，`std::stack` 是一个非常合适的选择。

总结

可以这样概括：

vector 提供的是一个灵活的、底层的序列容器，你可以用它做很多事情，包括模拟栈。但它不强制你遵循特定的操作模式。
stack 提供的是一种受限的、高层次的抽象数据类型，它强制你遵循 LIFO 的操作规则，并且可以基于不同的底层容器实现。

选择 `std::stack` 而不是直接使用 `std::vector` 并严格限制其操作，是为了提高代码的可读性、可维护性，并防止潜在的错误。它是一种面向意图的设计，让你明确地表达你想要实现的是一种 LIFO 的行为。

想象一下盖房子：vector 就像你的一块平整的土地，你可以随意在那上面建造房间、挖水井。而 stack 就像一个专门的积木搭建套装，它规定了你只能一块一块往上叠，并且只能从最上面拿取。虽然你也可以在土地上用各种方式模拟积木套装的行为，但直接使用积木套装当然更方便、更规范，而且也更不容易出错。

网友意见

std::vector 是容器，而 std::stack 是容器适配器。

std::stack只提供和堆栈相关的接口，其中主要是 push()、emplace()、pop()、top()和empty()。使用 std::stack时只需关心这些接口，而非内在用了哪个具体容器。改变容器类型也不需要修改调用方的代码。这个设计应该可说是乎合 SOLID 中的 I ──接口隔离原则（interface segregation principle）。

std::stack 可适配的标准容器有 std::vector、std::list、std::deque，而 std::deque 是缺省的，因为它提供的push_back()，而 std::vector::push_back()是均摊（amortized） 。

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